Nell'ipotiroidismo, la concentrazione dell'ormone tireostimolante aumenta. La diagnosi è confermata da basse concentrazioni di tiroxina libera (cT4), T4 e T3 nel sangue. In caso di ipotiroidismo lieve subclinico, quando i livelli di cT4 e T4 nel sangue sono entro i limiti della norma, il rilevamento di livelli elevati di ormone tireostimolante diventa cruciale.